Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi
مهدی صالحی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Rasoul Taherpour Dizaji
رسول طاهرپوردیزجی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

The Effect of Plasma Nitriding and Physical Vapor Deposition Processes on the Surface Quality of Ti-6Al-4V
In this research the effect of plasma nitriding and physical vapor deposition processes on the surface quality of Ti-6Al-4V was studied. During the plasma nitriding, the samples were treated at temperatures of 750 o C, 850 o C and 950 o C in a gas mixture of 74.9%H 2 and 25.1%N 2 at pressure of 5mbar for a period of 20 hours. The results indicate that, the hardness and roughness of the samples increase with increasing the temperature and temperature has a dramatic effect on the formation of phases and their intensities. At different temperatures various amounts of nitrogen solid solution in titanium, Ti 2 N and TiN phases were formed and the maximum amount of TiN was obtained at 950 o C. In the coating process with physical vapor deposition, the samples were coated with two methods. In the first method the samples were coated with conventional EB-PVD at 500 o C and in the second method with modified EB-PVD at 500 o C and 700 o C. The difference between these methods is the application of ion bombardment in the second method. The growth behavior of these coatings was evaluated with respect to structure-zone models. The hardness of sample prepared in 700 o C was much higher than the two other samples. It was observed that the interface of this sample was in the form of zigzag, while the other samples had flat and abrupt interfaces. Furthermore, with increasing the temperature and applying the ion bombardment, the relative texture was changed from (111) to (200) planes.
در این پژوهش تأثیر عملیات نیتراسیون پلاسمایی و رسوب فیزیکی بخار بر کیفیت سطوح بدست آمده بر روی V4-Al6-Ti مورد بررسی قرار گرفت. در عملیات نیتراسیون پلاسمایی، نمونه ها در دماهای o C750، o C850 و o C950 در مخلوط گازی شامل N 2 %1/25- H 2 %9/74 در فشار mbar5 به مدت 20 ساعت تحت عملیات قرار گرفتند. مشاهده شد که با افزایش دما زبری و سختی سطح نمونه ها افزایش می یابد. و دما نقش بسیار برجسته ومهمی در نوع و شدت فازهای ایجاد شده دارد. بطوریکه در دماهای مختلف مقادیر متفاوتی از فازهای محلول در جامد نیتروژن در تیتانیم، Ti 2 N و TiN تشکیل شده و بیشترین مقدار فاز TiN در دمای o C950 بدست آمد. همچنین مشاهده شد که رشد لایه ترکیبی و نفوذی با افزایش دما افزایش می یابد. در عملیات با استفاده از روش رسوب فیزیکی بخار به کمک اشعه الکترونی (EB-PVD) و در دو حالت عملیات پوشش دهی بر روی نمونه ها انجام گرفت. در حالت اول نمونه ها به روش EB-PVD متداول در o C500 و در حالت دوم به روش EB-PVD اصلاح شده در دو دمای o C500 و o C700 مورد پوشش دهی قرار گرفتند. اختلاف این دو حالت در استفاده از بمبارن یونی پوششهای در حال رشد در حالت دوم است. نحوه رشد این پوشش ها با توجه به مدلهای ساختار- ناحیه مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه نمونه های تهیه شده به روش EB-PVD اصلاح شده در o C700 دارای سختی بالاتری در مقایسه با نمونه های نیتراسیون پلاسمایی شده و EB-PVD در o C500 در دو حالت متداول و اصلاح شده بود، مشاهده گردید که ساختار فصل مشترک آن نسبت به نمونه های EB-PVD در o C500 در هر دو حالت متداول و اصلاح شده که دارای فصل مشترک صاف و متمایزی با زیرلایه هستند دارای فصل مشترک زیگزاگی شکل می باشد. همچین با افزایش دما و اعمال بمباران یونی در پوششهایEB-PVD تغییر بافت از صفحات (111) به سمت صفحات (200) مشاهده شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی